Un método de medición de una característica de comportamiento de transmisión para un amplificador de tubo de ondas viajeras de un satélite,

que comprende:

recibir, en un receptor, una señal que ha sido amplificada por dicho amplificador de tubo de ondas viajeras, transmitida desde el satélite;

desmodular (1302), en el receptor, la señal recibida;

generar (1304), en el receptor, una señal ideal (1320) a partir de la señal desmodulada, de tal modo que dicha señal ideal representa la señal de entrada al amplificador de tubo de ondas viajeras;

promediar de forma coherente (1324/1326), en el receptor, la señal recibida, a fin de reducir el ruido; y

estimar la característica de comportamiento del amplificador de tubo de ondas viajeras a partir de una diferencia entre la señal ideal (1320) y la señal recibida, promediada coherentemente, para uso en un esquema de modulación estructurada en capas

Promediado coherente para la medición de la no linealidad de un amplificador de tubo de ondas viajeras.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas y a métodos para transmitir datos y, en particular, a un sistema y a un método para mejorar las mediciones de la curva de amplificador de tubo de ondas viajeras, utilizando un promediado coherente.

Los sistemas de comunicación de señales digitales se han venido utilizando en diversos campos, incluyendo la transmisión de señales de TV digitales, ya sean terrestres o vía satélite. A medida que los diversos sistemas y servicios de comunicación de señales digitales evolucionan, se da una creciente demanda de aumento de capacidad de transferencia de datos y servicios añadidos. Sin embargo, resulta más difícil implementar ya sea mejoras en sistemas antiguos, ya sea nuevos servicios, cuando es necesario el reemplazo de dispositivos físicos o hardware ya existente heredado, tal como transmisores y receptores. Los nuevos sistemas y servicios están en situación ventajosa cuando pueden utilizar hardware ya existente heredado. En el dominio de las comunicaciones inalámbricas, este principio se ve adicionalmente acentuado por la disponibilidad limitada del espectro electromagnético. Así, pues, no es posible (o al menos no es práctico) transmitir meramente datos mejorados o adicionales a una nueva frecuencia.

El método convencional de incrementar la capacidad espectral consiste en trasladarse a una modulación de orden más alto, tal como desde la manipulación o modulación con desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK -"quadrature phase shift keying") hasta la manipulación o modulación con desplazamiento de fase de orden ocho (8PSK) o la modulación de amplitud en cuadratura de orden dieciséis (16QAM -"sixteen quadrature amplitude modulation"). Como resultado de ello, los clientes heredados con receptores de QPSK deben actualizar sus receptores con el fin de continuar recibiendo cualesquiera señales transmitidas con una modulación de 8PSK o de 16QAM.

Resulta ventajoso para los sistemas y métodos de transmitir señales, adaptarse a una capacidad de transferencia de datos mejorada e incrementada sin requerir frecuencias adicionales. Es, además, ventajoso para señales con capacidad de transferencia mejorada e incrementada que los nuevos receptores sean retrospectivamente compatibles con receptores heredados. Existe, asimismo, una ventaja en el hecho de que los sistemas y los métodos que permiten señales de transmisión sean actualizados desde una fuente independiente del transmisor heredado.

Se ha propuesto la posibilidad de emplear, a fin de satisfacer estas necesidades, una señal de modulación estructurada en capas, que transmita de forma no coherente señales tanto de la capa superior como de la inferior. Tales sistemas de modulación estructurados en capas hacen posible una capacidad de transferencia de información más elevada, con compatibilidad retrospectiva. Sin embargo, incluso cuando no se requiere compatibilidad retrospectiva (tal como con un sistema completamente nuevo), la modulación por capas puede aún ser ventajosa debido a que requiere una potencia de pico de amplificador de tubo de ondas viajeras (TWTA -"travelling wave tube amplifier") significativamente menor que la de un formato de modulación de 8PSK o de 16QAM para una capacidad de transferencia dada.

A fin de proporcionar un esquema de modulación en capas (tal y como se describe en detalle más adelante), se sustrae o resta una señal de capa superior reconstruida de una señal compuesta recibida, a fin de poner de manifiesto o revelar una señal de capa inferior. Así, pues, el comportamiento de la señal inferior se ve afectado por cuán estrechamente pueda ser reconstruida la señal de capa superior con respecto a la señal original. En otras palabras, el comportamiento de la señal de capa inferior se ve afectado por la fidelidad de la señal reconstruida. Por lo tanto, la modulación en capas requiere una cancelación limpia de la señal de capa superior al objeto dejar al descubierto o expuesta la señal de capa inferior para su ulterior tratamiento. Una cancelación limpia requiere que la no linealidad/distorsión de TWTA se reproduzca de manera precisa en la reconstrucción de la señal de capa superior. La estimación bajo conexión o en línea de las características de TWTA requeridas es imperativa a la hora de minimizar la potencia de TWTA requerida y la complejidad del funcionamiento por satélite. Además, la medición de no linealidad puede ser empleada para supervisar el buen estado de TWTAs por satélite y llevar a cabo otros diagnósticos de comunicaciones. Sin embargo, tal reproducción y conocimiento precisos de la no linealidad de TWTA presentan un obstáculo significativo.

Con un TWTA, existe una región de linealidad aproximada en la que la potencia de salida es casi proporcional a la potencia de entrada, seguida de una transición curva hasta un punto en el que la potencia de salida se nivela o endereza y alcanza un máximo. En este punto (es decir, cuando la curva de TWTA se encuentra de lleno en la región no lineal), se dice que el amplificador ha alcanzado la saturación. Debido a esta no linealidad y para evitar la intermodulación, la potencia de entrada es, a menudo, "recortada" en una cantidad concreta (por ejemplo, 6 dB). Se hace referencia al punto resultante de la curva una vez que se ha "recortado" la potencia de entrada, como el punto de funcionamiento del TWTA. A la hora de reconstruir subsiguientemente la señal de capa superior, la magnitud de distorsión/no linealidad que se utiliza para crear la señal original, sirve para aumentar la fidelidad de la señal reconstruida. Así, para producir una señal de capa superior reconstruida con alta fidelidad, es importante el conocimiento de la no linealidad (y del punto de funcionamiento). De acuerdo con ello, la inclusión (o la toma en consideración) de no linealidad de TWTA puede mejorar la relación de cancelación de señal de capa superior en 10 dB o más (la relación de cancelación es la relación existente entre el ruido inducido por no la linealidad antes y después de mejorar la cancelación).

Los errores en la estimación del punto de funcionamiento pueden tener un impacto significativo a la hora de reconstruir la señal de capa superior. El impacto de la no linealidad en la amplitud (AM-AM [modulación de amplitud frente a modulación de amplitud]) y la fase (AM-PM [modulación de amplitud frente a modulación de fase]) debido a los errores en el punto de funcionamiento puede ser analizado individualmente basándose en el análisis del corrimiento o desplazamiento. Los impactos individuales pueden ser entonces combinados para obtener un impacto o efecto total. Con el fin de evaluar los impactos en el comportamiento, puede emplearse la síntesis de una señal modulada por capas con no linealidad de TWTA conocida y CNR (relación de portadora a ruido -"carrier to noise ratio") de sistema/representativa. Puede calcularse entonces el error de cancelación de capa superior para cada magnitud de error de punto de funcionamiento simulado en el procedimiento de reconstrucción de la señal. De esta forma, la relación de cancelación de capa superior puede ser representada o trazada gráficamente frente al desplazamiento del punto de funcionamiento. El error de cancelación puede ser entonces convertido en una cantidad de degradación de CNR de capa inferior, lo que incrementa la CNR requerida para las señales tanto de la capa superior como de la inferior. Tal CNR incrementada ilustra el efecto de los errores de estimación del punto de funcionamiento.

Las Figuras 14A y 14B ilustran el efecto de los errores en el punto de funcionamiento en la reconstrucción de señales con un ejemplo de no linealidad de AM-AM y de AM-PM. En las Figuras 14A y 14B, la sensibilidad en el error de reconstrucción de la señal se ha trazado gráficamente frente al error en el punto de funcionamiento de entrada de TWTA. El ruido efectivo se calcula como una medición del error de reconstrucción de la señal.

En la Figura 14A, se utiliza un conjunto de curvas de no linealidad de TWTA genéricas. Se supone que el procedimiento de reconstrucción de la señal dispone de un conocimiento completo acerca de las curvas de no linealidad, pero no tiene certeza, por lo demás, del punto de funcionamiento. Las representaciones gráficas de comportamiento de la Figura 14A indican que los errores de cancelación están por debajo de -25 dB para un error en el punto de funcionamiento de entrada...

1. Un método de medición de una característica de comportamiento de transmisión para un amplificador de tubo de ondas viajeras de un satélite, que comprende:

recibir, en un receptor, una señal que ha sido amplificada por dicho amplificador de tubo de ondas viajeras, transmitida desde el satélite;

desmodular (1302), en el receptor, la señal recibida;

generar (1304), en el receptor, una señal ideal (1320) a partir de la señal desmodulada, de tal modo que dicha señal ideal representa la señal de entrada al amplificador de tubo de ondas viajeras;

promediar de forma coherente (1324/1326), en el receptor, la señal recibida, a fin de reducir el ruido; y

estimar la característica de comportamiento del amplificador de tubo de ondas viajeras a partir de una diferencia entre la señal ideal (1320) y la señal recibida, promediada coherentemente, para uso en un esquema de modulación estructurada en capas.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el promediado coherente (1324/1326) se lleva a cabo tras la desmodulación (1302).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente promediar coherentemente (1324/ 1326), por parte del receptor, la señal ideal (1320), y en el cual la característica de comportamiento se basa en la diferencia entre la señal ideal, coherentemente promediada, y la señal recibida, coherentemente promediada.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las etapas de promediar coherentemente (1324/1326) y estimar comprenden:

alinear, en el receptor, la señal recibida y la señal ideal, muestra a muestra;

formar, en el receptor, pares de datos para muestras correspondientes;

clasificar, en el receptor, los pares de datos de acuerdo con potencias de las muestras de señal ideal; y promediar coherentemente, en el receptor, las señales recibidas, con el fin de reducir el ruido.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el promediado coherente (1324/1326) comprende añadir coherentemente un número dado de señales recibidas adyacentes, de tal manera que el número representa la relación de promediado.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente filtrar inversamente (1322), en el receptor, la señal recibida para restituir la no linealidad.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente utilizar, en el receptor, un ecualizador lineal (1322) en la señal recibida, a fin de restituir la no linealidad.

8. Un sistema para medir una característica de comportamiento de transmisión para un amplificador de tubo de ondas viajeras de un satélite, que comprende:

(a) un desmodulador (1302), situado en un receptor, destinado a desmodular una señal recibida que ha sido amplificada por dicho amplificador de tubo de ondas viajeras y que ha sido transmitida desde un satélite;

(b) un generador (1304) de señal, situado en el receptor, destinado a producir una señal ideal (1320) a partir de la señal desmodulada, de tal modo que dicha señal representa la señal de entrada al amplificador de tubo de ondas viajeras; y

(c) un procesador, situado en el receptor, configurado para:

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual el promediado coherente (1324/1326) se lleva a cabo después de la desmodulación (1302).

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el procesador está configurado, adicionalmente, para promediar de forma coherente (1324/1326) la señal ideal (1320), y en el cual la característica de comportamiento está basada en la diferencia entre la señal ideal, coherentemente promediada, y la señal recibida, coherentemente promediada.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual el procesador está configurado para promediar coherentemente (1324/1326) y estimar, al:

alinear la señal recibida y la señal ideal (1320), muestra a muestra;

formar pares de datos para muestras correspondientes;

clasificar los pares de datos de acuerdo con las potencias de las muestras de señal ideal; y promediar coherentemente las señales recibidas con el fin de reducir el ruido.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual el procesador está configurado para promediar coherentemente (1324/1326) mediante la adición, de forma coherente, de un cierto número de señales recibidas adyacentes; de tal manera que el número representa la relación de promediado.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente un filtro inverso (1322), situado en el receptor, que se utiliza en la señal recibida para restituir la no linealidad.

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente un ecualizador lineal (1322), situado en el receptor, que se utiliza en la señal recibida para restituir la no linealidad.